用协议分析工具学习TCPIPWord格式文档下载.docx
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图1
为了表述方便，下文中2xx号机即指地址为xx2.xx8.xx3.2xx的计算机，1号机指地址为xx2.xx8.xx3.1的计算机。
2、操作系统
两台机器都为Windows2000，1号机机器作为服务器，安装FTP服务
3、协议分析工具
Windows环境下常用的工具有：
SnifferPro、Natxray、Iris以及windows2000自带的网络监视器等。
本文选用Iris作为协议分析工具。
在客户机2xx号机安装IRIS软件。
三、测试过程
1、测试例子：
将1号机计算机中的一个文件通过FTP下载到2xx号机中。
2、IRIS的设置。
由于IRIS具有网络监听的功能，如果网络环境中还有其它的机器将抓很多别的数据包，这样为学习带来诸多不便，为了清楚地看清楚上述例子的传输过程首先将IRIS设置为只抓2xx号机和1号机之间的数据包。
设置过程如下：
1）用热键CTRL+B弹出如图所示的地址表，在表中填写机器的IP地址，为了对抓的包看得更清楚不要添主机的名字（name）,设置好后关闭此窗口。
图2
2）用热键CTRL+E弹出如图所示过滤设置，选择左栏“IPaddress”，右栏按下图将addressbook中的地址拽到下面，设置好后确定，这样就这抓这两台计算机之间的包。
图3
3、抓包
按下IRIS工具栏中开始按钮。
在浏览器中输入：
FTP:
//xx2.xx8.xx3.1，找到要下载的文件，鼠标右键该文件，在弹出的菜单中选择“复制到文件夹”开始下载，下载完后在IRIS工具栏中按按钮停止抓包。
图4显示的就是FTP的整个过程，下面我们将详细分析这个过程。
图4
说明：
为了能抓到ARP协议的包，在WINDOWS2000中运行arp–d清除arp缓存。
四、过程分析
1、TCP/IP的基本原理
本文的重点虽然是根据实例来解析TCP/IP，但要讲明白下面的过程必须简要讲一下TCP/IP的基本原理。
A．网络是分层的，每一层分别负责不同的通信功能。
TCP/IP通常被认为是一个四层协议系统，TCP/IP协议族是一组不同的协议组合在一起构成的协议族。
尽管通常称该协议族为TCP/IP，但TCP和IP只是其中的两种协议而已，如表1所示。
每一层负责不同的功能：
表1
分层的概念说起来非常简单，但在实际的应用中非常的重要，在进行网络设置和排除故障时对网络层次理解得很透，将对工作有很大的帮助。
例如：
设置路由是网络层IP协议的事，要查找MAC地址是链路层ARP的事，常用的Ping命令由ICMP协议来做的。
图5显示了各层协议的关系，理解它们之间的关系对下面的协议分析非常重要。
图5
b.数据发送时是自上而下，层层加码；
数据接收时是自下而上，层层解码。
当应用程序用TCP传送数据时，数据被送入协议栈中，然后逐个通过每一层直到被当作一串比特流送入网络。
其中每一层对收到的数据都要增加一些首部信息（有时还要增加尾部信息），该过程如图6所示。
TCP传给IP的数据单元称作TCP报文段或简称为TCP段。
IP传给网络接口层的数据单元称作IP数据报。
通过以太网传输的比特流称作帧（Frame）。
数据发送时是按照图6自上而下，层层加码；
图6
c.逻辑上通讯是在同级完成的
垂直方向的结构层次是当今普遍认可的数据处理的功能流程。
每一层都有与其相邻层的接口。
为了通信，两个系统必须在各层之间传递数据、指令、地址等信息，通信的逻辑流程与真正的数据流的不同。
虽然通信流程垂直通过各层次，但每一层都在逻辑上能够直接与远程计算机系统的相应层直接通信。
从图7可以看出，通讯实际上是按垂直方向进行的，但在逻辑上通信是在同级进行的。
图7
2、过程描述
为了更好的分析协议，我们先描述一下上述例子数据的传输步骤。
如图8所示：
1）FTP客户端请求TCP用服务器的IP地址建立连接。
2）TCP发送一个连接请求分段到远端的主机，即用上述IP地址发送一份IP数据报。
3）如果目的主机在本地网络上，那么IP数据报可以直接送到目的主机上。
如果目的主机在一个远程网络上，那么就通过IP选路函数来确定位于本地网络上的下一站路由器地址，并让它转发IP数据报。
在这两种情况下，IP数据报都是被送到位于本地网络上的一台主机或路由器。
4）本例是一个以太网，那么发送端主机必须把32位的IP地址变换成48位的以太网地址，该地址也称为MAC地址，它是出厂时写到网卡上的世界唯一的硬件地址。
把IP地址翻译到对应的MAC地址是由ARP协议完成的。
5）如图的虚线所示，ARP发送一份称作ARP请求的以太网数据帧给以太网上的每个主机，这个过程称作广播。
ARP请求数据帧中包含目的主机的IP地址，其意思是“如果你是这个IP地址的拥有者，请回答你的硬件地址。
”
6）目的主机的ARP层收到这份广播后，识别出这是发送端在寻问它的IP地址，于是发送一个ARP应答。
这个ARP应答包含IP地址及对应的硬件地址。
7）收到ARP应答后，使ARP进行请求—应答交换的IP数据包现在就可以传送了。
8）发送IP数据报到目的主机。
图8
3、实例分析
下面通过分析用iris捕获的包来分析一下TCP/IP的工作过程，为了更清晰的解释数据传送的过程，我们按传输的不同阶段抓了四组数据，分别是查找服务器、建立连接、数据传输和终止连接。
每组数据，按下面三步进行解释。
显示数据包
解释该数据包
按层分析该包的头信息
上篇我们搭建一个最简单的网络环境，下面通过分析用iris捕获的包来分析一下TCP/IP的工作过程，为了更清晰的解释数据传送的过程，我们按传输的不同阶段抓了四组数据，分别是查找服务器、建立连接.
第一组查找服务器
1）显示的是1、2行的数据
2）解释数据包
3）头信息分析
第二组建立连接
1）显示的是3-5行的数据
3）头信息分析
1）下图显示的是1、2行的数据
图9
2）解释数据包
这两行数据就是查找服务器及服务器应答的过程。
在第1行中，源端主机的MAC地址是00:
50:
FC:
22:
C7:
BE。
目的端主机的MAC地址是FF:
FF:
FF，这个地址是十六进制表示的，F换算为二进制就是xxxx，全1的地址就是广播地址。
所谓广播就是向本网上的每台网络设备发送信息，电缆上的每个以太网接口都要接收这个数据帧并对它进行处理，这一行反映的是步骤5）的内容，ARP发送一份称作ARP请求的以太网数据帧给以太网上的每个主机。
网内的每个网卡都接到这样的信息“谁是xx2.xx8.xx3.1的IP地址的拥有者，请将你的硬件地址告诉我”。
第2行反映的是步骤6）的内容。
在同一个以太网中的每台机器都会"
接收"
到这个报文，但正常状态下除了1号机外其他主机应该会忽略这个报文，而1号的主机的ARP层收到这份广播报文后，识别出这是发送端在寻问它的IP地址，于是发送一个ARP应答。
告知自己的IP地址和MAC地址。
第2行可以清楚的看出1号回答的信息__自己的MAC地址00:
这两行反映的是数据链路层之间一问一答的通信过程。
这个过程就像我要在一个坐满人的教室找一个叫“张三”的人，在门口喊了一声“张三”，这一声大家都听见了，这就叫广播。
张三听到后做了回应，别人听到了没做回应，这样就与张三取得了联系。
如下图左栏所示，第1数据包包含了两个头信息：
以太网（Ethernet）和ARP。
图xx
下表2是以太网的头信息，括号内的数均为该字段所占字节数，以太网报头中的前两个字段是以太网的源地址和目的地址。
目的地址为全1的特殊地址是广播地址。
电缆上的所有以太网接口都要接收广播的数据帧。
两个字节长的以太网帧类型表示后面数据的类型。
对于ARP请求或应答来说，该字段的值为xxxx。
第2行中可以看到，尽管ARP请求是广播的，但是ARP应答的目的地址却是1号机的（0050FC22C7BE）。
ARP应答是直接送到请求端主机的。
表2
下表3是ARP协议的头信息。
硬件类型字段表示硬件地址的类型。
它的值为1即表示以太网地址。
协议类型字段表示要映射的协议地址类型。
它的值为xx00即表示IP地址。
它的值与包含IP数据报的以太网数据帧中的类型字段的值相同。
接下来的两个1字节的字段，硬件地址长度和协议地址长度分别指出硬件地址和协议地址的长度，以字节为单位。
对于以太网上IP地址的ARP请求或应答来说，它们的值分别为6和4。
Op即操作（Opoperation），1是ARP请求、2是ARP应答、3是RARP请求和4为RARP应答，第二行中该字段值为2表示应答。
接下来的四个字段是发送端的硬件地址、发送端的IP地址、目的端的硬件地址和目的端IP地址。
注意，这里有一些重复信息：
在以太网的数据帧报头中和ARP请求数据帧中都有发送端的硬件地址。
对于一个ARP请求来说，除目的端硬件地址外的所有其他的字段都有填充值。
表3的第2行为应答，当系统收到一份目的端为本机的ARP请求报文后，它就把硬件地址填进去，然后用两个目的端地址分别替换两个发送端地址，并把操作字段置为2，最后把它发送回去。
表3
第二组建立连接
1）下图显示的是3-5行的数据
这三行数据是两机建立连接的过程。
这三行的核心意思就是TCP协议的三次握手。
TCP的数据包是靠IP协议来传输的。
但IP协议是只管把数据送到出去，但不能保证IP数据报能成功地到达目的地，保证数据的可靠传输是靠TCP协议来完成的。
当接收端收到来自发送端的信息时，接受端详发送短发送一条应答信息，意思是：
“我已收到你的信息了。
”第三组数据将能看到这个过程。
TCP是一个面向连接的协议。
无论哪一方向另一方发送数据之前，都必须先在双方之间建立一条连接。
建立连接的过程就是三次握手的过程。
这个过程就像要我找到了张三向他借几本书，第一步：
我说：
“你好，我是担子”，第二步：
张三说：
“你好，我是张三”，第三步：
“我找你借几本书。
”这样通过问答就确认对方身份，建立了联系。
下面来分析一下此例的三次握手过程。
1））请求端2xx号机
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